В апреле 1906 года Поморцев был произведён в генерал-майоры артиллерии.

В феврале 1907 года он вышел в отставку с пенсией.

Первые научные работы Поморцева были посвящены исследованиям в области электричества, теории военных дальномеров.

Результаты исследований были опубликованы в книгах:

- «Очерк учения о предсказании погоды (синоптическая метеорология)» (1889) - первое русское руководство по метеорологии;

- «Научные результаты 40 воздушных путешествий, совершённых в России» (1891), в которой определил вертикальные градиенты основных метеорологических величин (температура, влажность, ветер) с учётом особенностей распределения атмосферного давления.

Книга была переведена на английский, немецкий и французский языки.

Прогрессивное значение работ Поморцева заключалось не только в том, что он научно доказал ограниченность применения управляемых аэростатов – дирижаблей.

Поморцев с 1895 года целиком перешёл к опытному исследованию летательных аппаратов тяжелее воздуха.

Он изобрёл:

- дальномер с вертикальной базой - прибор для определения расстояния между двумя точками местности без непосредственного его обмера, применяемый для определения дистанций при стрельбе.

Особенно важное значение дальномеры имеют в береговой артиллерии и во флоте, где стрельба ведётся преимущественно по подвижным целям, a пристрелка крайне затруднительна.

- первые в мире аэронавигационные приборы для бортовых измерений:

- - определяющий направление и скорость движения аэростата,

- - определяющий расстояние до предметов, находящихся на земной поверхности,

- - определяющий направление и угловую скорость движения облаков (на основе теодолита с магнитной стрелкой и солнечных часов Флеше) - нефоскоп.

Вывод Михаила Михайловича Поморцева о том, что движение управляемых аэростатов и дирижаблей всегда будет зависеть от воздушных течений, впоследствии был подтверждён Менделеевым и Жуковским.

В 1900-е годы Поморцев начал исследования с целью создания летательных аппаратов тяжелее воздуха.

С целью определения аэродинамически выгодной формы планёра исследовал коробчатые змеи Харграва и плоскостные - Отто Лилиенталя.

Коробчатый змей Харграва.

Плоскостной змей Отто Лилиенталя.

Система змеев Поморцева в полёте.

Предварительные итоги он докладывал в Русском техническом обществе.

В 1902-1906 годы Поморцев проводил опыты с ракетами, в том числе на Петербургском артиллерийском полигоне, в Севастополе и на Ракетном заводе в Николаеве.

С целью увеличения дальности полёта и кучности падения ракет предложил и испытал около 20 типов несущих и стабилизирующих поверхностей (стабилизаторы, крылья).

Средства стабилизации полёта ракет Поморцева.

Поморцев предложил проект ракеты с двигателем, работающим на сжатом воздухе.

Проект пневматической ракеты